【摘 要】
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为解决我国能源资源与电力负荷分布不平衡问题,国家大力实施“西电东送”和“南北互供”战略。高压直流输电凭借其技术优势在“西电东送”战略中发挥了重要作用。直流系统的核心换流器件晶闸管不具备自关断能力,因而在逆变侧交流系统发生故障时极易发生换相失败。换相失败会导致直流电流激增,传输功率中断,甚至导致直流闭锁,严重威胁电网安全运行。因此,深入研究换相失败抑制措施具有重要意义。本文采用理论分析与电磁暂态仿真
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为解决我国能源资源与电力负荷分布不平衡问题,国家大力实施“西电东送”和“南北互供”战略。高压直流输电凭借其技术优势在“西电东送”战略中发挥了重要作用。直流系统的核心换流器件晶闸管不具备自关断能力,因而在逆变侧交流系统发生故障时极易发生换相失败。换相失败会导致直流电流激增,传输功率中断,甚至导致直流闭锁,严重威胁电网安全运行。因此,深入研究换相失败抑制措施具有重要意义。本文采用理论分析与电磁暂态仿真相结合的方法对首次换相失败和连续换相失败的发生机理进行探讨,在此基础上提出抑制直流连续换相失败的方法,主要内容包括:（1）描述高压直流系统的构成、运行原理及控制方式,详细分析逆变器和整流器协调作用过程。基于6脉动换流电路分析首次换相失败的发生机理,分析影响因素与关断角的关系。基于CIGRE标准直流系统分析连续换相失败的发生机理。（2）提出一种抑制直流连续换相失败的动态关断角控制策略,由定关断面积控制、关断角补偿器两部分组成。该策略根据交流电压跌落幅度和直流电流变化率动态调节故障期间关断角整定值,增大换相裕度。（3）为兼顾换相失败抑制能力以及系统无功消耗,提出一种抑制直流连续换相失败的联合控制策略,由改进的VDCOL输入信号、虚拟电感限流控制和定关断面积策略组成。VDCOL改进信号能减缓直流电流的波动,虚拟电感策略能降低直流电流,定关断面积策略可以增大换相裕度,三者协调作用,实现最优控制。利用PSCAD/EMTDC在CIGRE标准直流测试系统上的仿真研究表明,本文所提联合控制策略能更有效地抑制直流连续换相失败,改善交直流电网的故障恢复性能,提升交直流系统的稳定性,有一定的工程实践价值。
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